JPH0379699A - 潤滑性能改善シリコーン系流体組成物及びシリコーン系流体の潤滑性能を改善する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、潤滑性能改善シリコーン系流体組成物及びシ
リコーン系流体の潤滑性能を改善する方法に関する。更
に詳しくは、本発明はシリコーン系流体並びにシリコー
ン系流体の摩擦特性及び摩耗防止特性を改善する方法に
関するそのものである。

（従来の技術） シリコーン系流体、例えばオルガノポリシロキサン、特
にジアルキルポリシロキサンは、低温流動性、粘度−温
度特性、熱安定性、酸化安定性、剪断安定性、化学的安
定性及び電気的特性等に優れていることから、従来は、
絶縁油、作動油、離型剤更には流体継手等のトルク伝達
用流体に用いられているが、一般に例えば銅対鋼及び銅
対鋼等の潤滑性能に劣るという難点があり、高速回転の
トルク伝達時には継手両部材間に生じる剪断と摩擦及び
発熱によりゲル化が生じトルク伝達が不可能になること
が知られている。従って、潤滑油としての使用可能範囲
が制限されたものとなっている。

（発明が解決しようとしている課題） 前途の如くシリコーン系流体は、粘度温度特性等におい
て優れた性質を有しているが、潤滑油として種々の用途
に広く実用的に使用するためには摩擦特性及び摩耗防止
特性の如き潤滑性能を改善することが要求されている。

従来、シリコーン系流体の潤滑性能を改善するためには
大別するとシリコーン系流体自体を化学的に改質する方
法とシリコーン系流体に添加剤を添加して最適化するｈ
“法とがある。前者としては、シリコーン系流体の化学
構造を改変させることが種々試みられている。

また後者としては、例えばシリコーン系流体に硫黄化合
物、例えばジーｔｅｒｔ−ノニルポリサルファイドを添
加することにより潤滑性能を改良することが提案されて
いる（米国特許明細省筆３．８０９．０７９号）。この
場合、シリコーン系流体に該ポリサルファイドを１部〜
ＩＯ部添加することにより、シェル式四球摩耗試験にお
いて２４０　ｋｇの荷重で十分な潤滑性能を発揮できる
ことが開示されている。

しかしながら、前述の如くトルク伝達用流体としては、
高速回転時のゲル化等による劣化を解消し、ファンカッ
プリング、ビスカスダンパ、液体スプリング等の種々の
用途を勘案すると、これら従来技術では未だ十分適合で
きるものとはいえない。

本発明は、上記の如き問題点を解決するため潤滑性能改
善シリコーン系流体組成物を提供すること並びに特に摩
擦特性及び摩耗防止特性の如き潤滑性能を改善する方法
を堤供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明を概説すれば、潤滑性能が改善されたシリコーン
系流体並びにシリコーン系流体に耐摩耗剤の如き特定の
潤滑油添加剤を添加することにより摩擦特性及び摩耗防
止特性を改善する方法に関するものである。

第一の発明は、シリコーン系流体と後述する如きリン酸
エステル及び亜リン酸エステルの群から選択される少な
くとも一種の成分とからなるシリコーン系流体組成物に
関するものであり、第二の発明は、シリコーン系流体に
対しリン酸エステル及び亜リン酸エステルの群から選択
される少なくとも一種の成分を添加することにより摩擦
特性及び摩耗防止特性を改善する方法に関するものであ
る。

本発明に使用する各成分について以下に詳しく説明する
。

本発明で使用するシリコーン系流体の種類としては、１
）オルガノシラン、２）シリケートエステル、３）オル
ガノポリシロキサンがあり、これは下記一般式で示され
るものである。

１）オルガノシラン −３ｉ−Ｒ ２） シリケートエステル Ｒ Ｒ Ｒ ３）オルガノポリシロキサン 上記一般式においては、Ｒはメチル、エチル、プロピル
、イソプロピル、ブチル、イソブチル、アミル、イソア
ミル、などの直鎖または分岐のアルキル基を示すし、式
中間−又は異なるものでもよい。また、ｎ（平均重合度
）はｔｏ−１００の範囲である。

上記したオルガノポリシロキサンの中で、フェニル基や
Ｃ＠以上の長鎖アルキル基のものは、粘度−温度特性が
低下するため好ましくなく、Ｃ４以下のアルキル基をも
つものが好ましい。特に好適なオルガノポリシロキサン
は、ジメチルポリシロキサンである。

シリコーン系流体は鉱油と比較して、次のような特性を
有するものである。

（イ）粘度〜温度特性が非常に優れており、例えば鉱油
では粘度指数が高いものでも１２０程度であるが、シリ
コーン油では４００以上である。

従って、鉱油のようにポリマー系の粘度指数向上剤を使
用する必要がなく、剪断安定性は極めて優れている。

（ロ）低温流動性に優れており、流動点は一５０℃以下
である。

（ハ）熱及び酸化安定性に優れており、長時間使用にも
スラッジなどが発生しにくい。

（ニ）表面張力が２１ＸＩＯ’Ｎ／ｃａ程度であり、鉱
油（２７〜２９Ｘｌσ５Ｎ／ｃＩ１１）と比較して金属
表面やゴム表面に対してぬれやすい。

シリコーン系流体の添加剤に対する溶解又は分解能力は
エステル系流体の添加によって更に向上させることがで
きる。使用することができるエステル系流体としては、
（イ）ジエステル系のもの、（ロ）モノエステル系のも
の、（ハ）ポリオールエステル系のものがある。ジエス
テル系流体は、炭素数４ないし９の脂肪族二塩基酸と炭
素数４ないし８のアルコールとの縮合によって得られる
。

好ましい二塩基酸はグルタル酸、アジピン酸、アゼライ
ン酸、セバシン酸等であり、好ましいアルコールはアミ
ルアルコール、イソアミルアルコール、ｎ−ヘキサノー
ル、２−エチルブタノール、ｎ−オクタツール、２−エ
チルヘキサノール等である。ジエステルは、上記の二塩
基酸とアルコールの群から選択して調製することができ
る。中でもアジペート及びセバケートが好適である。

（ロ）モノエステル系流体： モノエステル系流体は、炭素数１２ないし１８の脂肪族
−塩基酸と炭素数１ないし４のアルコールとの縮合によ
って得られる。

上記脂肪族−塩基酸としてはラウリン酸、ミリスチン酸
、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸などがあり
、好ましくはラウリン酸、オレイン酸である。

アルコールとしてメタノール、エタノール、プロパツー
ル、イソプロパツール、ブタノール、イソブタノールな
どがあり、好ましくはイソプロパツールである。

本発明で使用するモノエステル系流体の具体例としては
、ラウリン酸メチル、ミリスチン酸イソプロピルなどが
挙げられる。

（ハ）ポリオールエステル系流体： これはポリオールと脂肪族−塩基酸との縮合により得ら
れるもので、次のようなものがある。

（１）トリメチノールプロパンエステル系流体ニトリメ
チロールプロパン又はトリメチロールエタンと炭素数４
ないし１２の脂肪族−塩基酸との縮合により得られるエ
ステルが使用される。

上記脂肪酸としては酪酸、キラソウ酸、カプロン酸、カ
プリル酸、ラウリン酸などであり、好ましくはカプロン
酸及びカプリル酸である。

（）Ｉ）ペンタエリスリトールエステル系流体：ペンタ
エリスリトールと前記（１）で使用した炭素数４ないし
１２の脂肪族−塩基酸との縮合により得られるものであ
る。

エステル系流体を添加する場合その配合割合（容積比率
）は、シリコーン系流体との混合流体に対し、−膜内に
は５％〜７０％であり、特に５％〜５０％の範囲で添加
される。

本発明においては、前記した如くシリコーン系流体の摩
擦特性及び耐摩耗特性を改善するため添加される耐摩耗
剤は、リン酸エステル及び亜リン酸エステルの群から選
択される少なくとも一種の成分である。

以下、この種の添加剤について説明する。

（イ）リン酸エステルは、特に初期の低摩擦特性と摩耗
防止性を向上させるために使用される。

（ロ）亜リン酸エステルは、特に低摩擦特性を長期に亘
り確保するために使用される。

該リン酸化合物としては、例えば下記一般式で示される
ものがある。

０＝Ｐ（ＯＲＩ　）（０１？ｚ　）（ＯＲ１）、０−Ｐ
（０１１）（ＯＲＩ　）（ＯＲ２）。

０−Ｐ（Ｏｌ１）２　　（ＯＲＩ　）、Ｐ（ＯＲＩ　）
（ＯＲ２）（Ｏｌｈ　）、Ｐ（Ｏｌ１）（ＯＲＩ　）（
ＯＲ２）、　Ｐ（Ｏｆｆ）ｚ　　（ＯＲＩ　）。

具体的には、 （１）オレイルアシッドフォスフェート（これはＯＨ Ｃ＋ｓＨｉ、ＯＰ−〇と ＯＨ Ｐ−Ｏとの混合物、 ／ Ｃ＋ｓＩ（３５０ （１１）ジオレイルハイドロゲンホスファイト（（Ｃ＋
ｓＨｉ、Ｏ）２　　Ｐ　　ＯＨ）などが用いられる。

リン酸化合物の使用量は、その効果の観点から前記した
シリコーン系流体を基準にすれば０．１重量％〜３．０
重量％である。

更に、次に示す添加剤を使用することができる。

（１）金属不活性化剤： シリコーン系流体がプラスチックと銅と鉛などとの複合
材で製作された軸受はメタルと接触する態様で使用され
る場合、複合材中の銅や鉛をシリコーン系流体中に溶出
させないために、金属不活性化剤を配合することは有効
なことである。

複合材中の銅、鉛、亜鉛などがシリコーン系流体中に溶
出すると、シリコーン系流体を劣化させるばかりでなく
、複合材自体を脆弱化する。この種の金属不活性化剤成
分としては、下記一般式で示されるチアジアゾール系、
トリアゾール系などでありシリコーン系流体に対して０
．Ｏｌ〜０．５重量％配合すれば良い。

くチアジアゾール系〉 〔式中、Ｒは１〜８の炭素数を有するｎ−またはｌ５ｏ
−アルキル基〕 くトリアゾール系〉 〔式中、Ｒは１〜８の炭素数を有するｎ−またはｌ５ｏ
−アルキル基〕 （２〉無灰分散剤： シリコーン系流体には無灰分散剤、例えばポリアルケニ
ルコハク酸イミド及び／又はその誘導体を主成分とする
無灰分散剤を配合することができる。これらは前記リン
酸化合物のシリコーン系流体からの凝集・析出を防止、
長期に亘り安定した摩擦特性と摩耗防止特性を発現させ
るために使用するものである。

上記したコハク酸イミド系の無灰分散剤は、後記一般式
で示されるものである。

前記コハク酸イミド及び／又はその誘導体を主成分とす
る無灰分散剤は、効果の観点からシリコーン系流体に対
し０．０５〜１重量％使用される。

（３〉その他： 前記成分のほかに、当技術分野において慣用されている
清浄分散剤などが使用できることはいうまでもない。

この種の清浄分散剤としては、金属スルホネート、金属
ホスホネート、金属フェネート（金属成分としてはＭｇ
、Ｃａ、ｌ３ｏ、Ｎａなど）がある。

このほか、必要に応じて例えば、４．４−メチルビス−
２，６−ジーｔ−ブチルフェノール、フェニル−α−ナ
フチルアミンなどの酸化防ＩＬ剤が使用される。これは
シリコーン系流体に対して０．０５重量％〜１．ｏｉ＝
％配合すればよい。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて更に詳しく説明するが
、本発明はこれら実施例のものに限定されるものではな
い。

〈実施例１〜２／比較例１〜２〉 下記、第１表に示すオルガノポリシロキサンに対して同
表に示す成分を使用した。ジエステルは、添加剤成分の
オルガノポリシロキサンへの分散性を改良するため使用
した。

次に、第１表に示す各種の評価項目について試験した。

結果を第１表にあわせて示す。

シェル四球摩耗痕径は、シェル式四球試験機を使用して
荷重４０ｋｇ、試料油の油温７０℃、１８００回転／分
の条件で３０分間回転させ、摩擦痕径の測定結果を評価
した。

又、摩擦係数はバウデン摩擦試験機を使用し、ニトリル
ゴムのシートから作成した試験片に試料油を塗布し、そ
の上をクロム鋼のテストピンで荷ｆｉ２ｋｇ、すべり速
度０．３＋Ｉ１ｍ／分の条件ですべらすことによって得
られる摩擦力から求めた。

比較のためにリン酸エステルを添加しない場合の組成物
及び評価結果について第１表に併記した。

第１表に示されるごとく、リン酸エステルを添加したも
のはリン酸エステルの無添加の場合に比較して摩擦特性
及び摩耗防止特性、即ち、摩擦係数及びシェル四球摩耗
痕径の評価結果において顕著な効果を得た。更に低温サ
イドから高温サイドに及ぶ粘度温度特性に優れかつ引火
性、蒸発ロス、剪断安定性（粘度低下率）などの特性に
おいて総合的に優れていることがわかる。

（以下余白） 〔発明の効果〕 本発明によれば、シリコーン系流体へのリン酸エステル
、亜リン酸エステルを少量限定して添加することにより
シリコーン系流体の摩擦特性及び摩耗防止特性を著しく
改善することができる。又、高温及び低温サイドで優れ
た粘度温度特性をＨするとともに、引火性、蒸発ロス、
剪断安定性（粘度低下率）などの特性においても優れて
いる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）シリコーン系流体と有効量のリン酸エステル及び亜
   リン酸エステルの群から選択される少なくとも一種の成
   分とからなり、改善された摩擦特性及び摩耗防止特性を
   有するシリコーン系流体組成物。 ２）シリコーン系流体がジアルキルポリオルガノシロキ
   サンである特許請求の範囲第１項記載のシリコーン系流
   体組成物。 ３）シリコーン系流体に金属不活性化剤を添加すること
   から成る特許請求の範囲第１項記載のシリコーン系流体
   組成物。 ４）シリコーン系流体にリン酸エステル及び亜リン酸エ
   ステルの群から選択される少なくとも一種の成分を添加
   することにより、当該シリコーン系流体の摩擦特性及び
   摩耗防止特性を改善する方法。 ５）シリコーン系流体がジアルキルポリオルガノシロキ
   サンである特許請求の範囲第４項記載の方法。 ６）金属不活性化剤を添加することからなる特許請求の
   範囲第４項記載の方法。